半导体行业“AI的IPHONE时刻”系列17：HBM持续向高集成度、高带宽发展 混合键合有望成为下一代HBM制造关键技术

核心观点：
HBM 凭借高集成度、高带宽等优势，成为AI 加速芯片的主流存储解决方案。HBM 是基于硅通孔（TSV）和微凸点（Microbump）技术将多个DRAM die 和Logic die 堆叠而成的具有三维结构的存储产品。HBM 具有高集成度、大容量、高带宽、低功耗的特点，可满足AI 加速芯片训练/推理过程中大量数据吞吐及伴随而来的存储高带宽需求，目前是主流AI 加速芯片的存储方案。HBM 持续向更多堆叠层数、更大容量、更高带宽方向发展。
混合键合可有效提高互连密度、缩减die 间距离，有望成为下一代HBM 制造的关键技术。当前HBM 制造中，实现上下层DRAM die 连接的主要方案有TC-NCF （Thermo-compression bonding with non-conductive film，非导电薄膜-热压键合）和MR-MUF （Mass Reflow Molded Underfill，批量回流焊-模塑底部填充）。TC-NCF 工艺中先使用非导电薄膜填充DRAM die 微凸点侧的微凸点间空隙，之后使用热压键合工艺连接两层die；MR-MUF工艺中先通过回流焊连接两层die，之后灌注高分子材料填充微凸点间空隙。混合键合工艺前，晶圆/芯片键合界面有金属（比如铜）和介电材料（比如SiOx、Polymer）组成，金属表面略低于介电材料；键合过程先由介电材料接触产生共价键，之后在退火中金属膨胀接触并形成密切永久键合；由于金属与金属、介电材料与介电材料分别键合，因此被称为混合键合（Hybrid Bonding）。在HBM 中使用混合键合相较于此前工艺优势在于：
一是更小的横向互连间距（pitch），根据EVG 数据，基于混合键合工艺的HBM 中，互连间距可缩小至3μm，更高的互连密度意味着芯片间可以实现更高的带宽、更大的电流；二是更小的die 间距离，根据海力士数据，基于混合键合工艺的HBM 相较于传统HBM（相同层数DRAM die 堆叠），前者高度减少可达15%以上。HBM主要供应商海力士、三星等表示混合键合有望应用于新一代HBM 产品、成为HBM 制造关键技术。
拓荆科技：布局混合键合产品，产品研发/客户导入进展顺利。拓荆科技是本土少数布局混合键合设备的半导体设备厂商，根据公司2023 年7 月投资者关系活动记录表，公司目前研制了两款混合键合设备，晶圆对晶圆键合产品（Dione 300）和芯片对晶圆键合表面预处理产品（Pollux），两款设备均已出货至客户端进行验证。
投资建议：AIGC 推动AI 服务器需求增长，建议关注：算力：海光信息、工业富联、芯原股份、龙芯中科等；连接：源杰科技、澜起科技、裕太微、聚辰股份、帝奥微等；PCB：胜宏科技、沪电股份；存储：深科技、北京君正、兆易创新、东芯股份等；电源：杰华特；制造：中芯国际、长电科技、通富微电、甬矽电子等；应用：
海康威视、大华股份、韦尔股份、思特威、格科微、恒玄科技、晶晨股份等；制造设备：拓荆科技等。
风险提示：AIGC 发展不及预期，AI 服务器出货量不及预期，国产厂商技术和产品进展不及预期。
【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

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